IBM与三星共同发布VTFET 芯片设计,预计可突破1nm制程瓶颈

煤油灯科技2021-12-25 15:40

人们正在寻找晶体管。来自IBM和三星的研究人员已经制造出第一个晶体管端部安装的原型计算机芯片,这一改变将使电路封装更加紧密,并且有可能使设备运行变得更快或更节能。

TechInsights的半导体行业分析师Dan Hutcheson说:“这是一个重大突破,”“它让我们了解到下一代设备将会是什么样子。”

自20世纪60年代第一个集成电路问世以来,半导体公司就设计了晶体管,使其平放在硅芯片上,电流横向流过。这一趋势被称为摩尔定律(Moore 's law),它允许公司每两年将芯片上的晶体管数量增加一倍。在未来几年内,即将投入生产的芯片将在指甲盖大小的空间里塞满500亿个晶体管。

但摩尔定律正走向崩溃。晶体管由几个单独的导电体组成,用来控制流过半导体的电流。将这些元件挤压到比45纳米(即1的450亿分之一米)更近的地方,电流就会从一个元件泄漏到另一个元件。在那一点上,晶体管不再起作用。领导垂直晶体管项目的IBM工程师Brent Anderson表示:“我们需要找到另一个解决方案”。

解决方案是把晶体管竖着,就像一块砖平衡在一端。这使得研究人员能够保持单个设备的长度足够大,以完美地发挥作用,同时将它们紧密地粘在一起,间距超过45纳米。

在周六于旧金山举行的国际电子设备会议上,Anderson和他的同事报告了他们发明的一种带有垂直晶体管的餐盘大小的硅片。虽然研究人员没有详细说明制造它所需的所有步骤,但安德森的同事赫曼斯·贾格纳桑说,他们可以在很大程度上使用标准半导体制造工具来实现这一点。这一点至关重要,因为半导体制造设施的建设耗资数十亿美元。Jagannathan说:“除非必要,否则我们不会做出任何重大改变。”

Hutcheson预测,这一进步将使摩尔定律在未来十年左右的时间里继续适用。集成更多的晶体管将使未来的芯片设计师能够设计出运行速度提高一倍的处理器,或者将其能耗降低到目前标准的15%。例如,节省的能源可以使未来的手机在不充电的情况下运行长达一周。

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